毛卓良

（浙江華東建設(shè)工程有限公司，浙江 杭州 310014）

0 引言

錨桿無損檢測技術(shù)憑借著自身的應(yīng)用優(yōu)勢，至今已經(jīng)在諸多工程中得到了廣泛應(yīng)用。但從目前來，其在實(shí)際應(yīng)用的過程中仍然面臨一定的不利因素，對于其實(shí)際應(yīng)用質(zhì)量的提升起到了一定的制約作用，基于此，有必要對其展開更加深層次的探索。

1 錨桿施工質(zhì)量合格標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)定

評判依據(jù)《水電水利工程錨桿無損檢測規(guī)程（DL/T 5424—2009）》。

（1）單根錨桿施工質(zhì)量合格評定標(biāo)準(zhǔn)，見表1。

（2）單項(xiàng)或單元工程錨桿施工質(zhì)量合格評定標(biāo)準(zhǔn)，見表2。

表2 單項(xiàng)或單元工程錨桿施工質(zhì)量合格評定標(biāo)準(zhǔn)

2 工程案例

錨桿是隧洞以及邊坡支護(hù)工程中比較關(guān)鍵的部分，直接影響著工程整體的建設(shè)質(zhì)量，筆者立足于某工程的實(shí)際情況對該水利水電工程中對于錨桿無損檢測技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)探索，該工程的輸水線路總長度為2.34km，基本上都屬于輸水隧洞。該工程有著較長的輸水隧洞線路，與此同時(shí)其工程地質(zhì)還呈現(xiàn)出較為復(fù)雜的特點(diǎn)，其圍巖大多都屬于Ⅲ類，其中Ⅰ-Ⅱ類圍巖在全洞長中有26%的占比，而Ⅲ類圍巖在全洞長中有50%的占比，Ⅳ類圍巖在全洞長中有16%的占比，Ⅴ類和不成洞段在全洞長中有8%的占比。本工程施工錨桿總數(shù)達(dá)到31567 根。在該工程中，其隧洞內(nèi)有著相對較為復(fù)雜的環(huán)境條件，與此同時(shí)，其地下水系的情況還會(huì)呈現(xiàn)出極為多變的狀態(tài)，錨桿處在這種較為復(fù)雜的環(huán)境條件中有極大的可能性會(huì)出現(xiàn)銹蝕問題，這便會(huì)使錨桿錨固體系本身所具有的錨固作用出現(xiàn)降低的現(xiàn)象，進(jìn)而對于隧洞支護(hù)的安全性產(chǎn)生嚴(yán)重的不利影響。因此，相關(guān)工作人員要加強(qiáng)開展錨桿錨固質(zhì)量控制工作。

3 錨桿無損檢測的依據(jù)和方法

3.1 依據(jù)

在砂漿錨桿施工質(zhì)量方面，砂漿灌注的飽滿度對其有著直接的影響，在傳統(tǒng)的檢測工作中，大多會(huì)使用拉拔試驗(yàn)方法對錨桿施工質(zhì)量進(jìn)行檢測，但拉拔試驗(yàn)在實(shí)際應(yīng)用的過程中仍存在一定的不利因素，無法實(shí)現(xiàn)對于錨桿質(zhì)量更加精確的評定，即便是錨桿本身的抗拔力比設(shè)計(jì)值要大，也無法實(shí)現(xiàn)對于錨桿注漿飽滿程度以及錨桿長度的精確評定[1]。經(jīng)過相關(guān)調(diào)查研究試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，對于高強(qiáng)螺紋錨桿來說，若是錨桿本身所具有的有效錨固長度與錨桿直徑的42 倍相符，那么錨桿的抗拔力將不會(huì)隨著錨桿長度的增加而得到加強(qiáng)。通常情況下，在水利水電工程中所涉及的錨桿長度都為直徑的100~400 倍，所以相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)采用在充分明確錨桿抗拔力試驗(yàn)和錨桿無損檢測技術(shù)優(yōu)勢特點(diǎn)的基礎(chǔ)上優(yōu)化選擇適當(dāng)?shù)姆绞?，進(jìn)而展開相應(yīng)分析以及評價(jià)工作。

錨桿支護(hù)一般使用水泥砂漿、化學(xué)錨固劑或樹脂作為錨桿錨固劑。當(dāng)錨固劑凝固后，錨固劑與錨桿緊密握裹，可近似看作是嵌入圍巖的一維桿狀體。

表1 單根錨桿錨固質(zhì)量無損檢測分級評價(jià)

在一維彈性桿件體系中，應(yīng)力波從一種介質(zhì)向另一種介質(zhì)傳播時(shí)，其波阻抗比n 用式（1）計(jì)算：

式中：ρ-桿件材料密度，kg/m3；Vc-桿件中應(yīng)力波傳播速度，m/s；A-桿件的橫截面積，m2。

從式（1）可知，在錨桿的頂端施加一個(gè)初始擾動(dòng)時(shí)，就產(chǎn)生應(yīng)力波并沿桿體傳播。在錨桿底端和錨桿飽滿度較差的部位，由于存在波阻抗界面，將產(chǎn)生反射波。通過分析所檢測反射波的旅行時(shí)間、波幅、頻率、相位和能量，可以判定錨桿的長度和飽滿度及其不飽滿位置。

3.2 方法

對于錨桿錨固質(zhì)量檢測方法來說，其主要涉及兩部分內(nèi)容，分別為錨桿無損檢測以及錨桿拉拔試驗(yàn)檢測。其中錨桿拉拔試驗(yàn)主要是為了能夠?qū)崿F(xiàn)對于錨桿拉拔力的檢測，而錨桿無損檢測方法的應(yīng)用則是重點(diǎn)開展對于錨桿長度以及注漿密實(shí)度的檢測工作。一般來說，錨桿拉拔試驗(yàn)會(huì)針對隧道拱腰附近的錨桿展開相應(yīng)的檢測工作，其本身對于錨固體系來說存在著一定的破壞性，與此同時(shí)，其所應(yīng)用的檢測儀器還存在著較為笨重以及操作困難等特點(diǎn)，所以在實(shí)際應(yīng)用的過程中面臨著較大的局限性，而相對于錨桿拉拔試驗(yàn)來說，錨桿無損檢測方法在應(yīng)用的過程中有著更加快速和方便的特點(diǎn)，能夠更加高質(zhì)量解決錨固質(zhì)量相關(guān)問題，以便于能夠?qū)φ麄€(gè)隧洞中所具有的錨桿錨固質(zhì)量展開更加客觀和全面的分析。

4 水利水電工程建設(shè)中錨桿無損檢測的應(yīng)用要點(diǎn)及注意事項(xiàng)

4.1 注意事項(xiàng)

在實(shí)際開展錨桿無損檢測工作之前，相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)對工程隧洞所具有的地質(zhì)情況、錨桿類型以及所應(yīng)用的施工工藝等資料展開更加全面的收集工作，在正式進(jìn)行檢測工作的時(shí)候，則應(yīng)當(dāng)對錨桿外露段表面浮渣進(jìn)行仔細(xì)清理，錨桿斷面應(yīng)當(dāng)進(jìn)行有效敲擊或者是磨平，并保障傳感器軸心能夠同錨桿軸線之間呈現(xiàn)出平行的狀態(tài)。在進(jìn)行小錘擊震的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)采用快速敲擊的形式。技術(shù)人員在進(jìn)行擊震的過程中應(yīng)當(dāng)盡可能避免同接收傳感器相接觸，有效減少噪聲振動(dòng)等干擾現(xiàn)象，其測試通道采集波形應(yīng)當(dāng)能夠展現(xiàn)出大概一致的特點(diǎn)，與此同時(shí)其波形需要光滑并且不存在毛刺[2]。

4.2 應(yīng)用要點(diǎn)

對于水利工程建設(shè)來說，錨桿無損檢測技術(shù)作為一種高效的檢測手段，是其中不可或缺的組成部分，與此同時(shí)，其在實(shí)際應(yīng)用過程中也面臨著較高的要求，不僅要求其檢測結(jié)果的精確性，同時(shí)還需要體現(xiàn)出其在進(jìn)行問題檢測方面的及時(shí)性。所以，為了能夠切實(shí)展現(xiàn)出錨桿無損檢測技術(shù)的科學(xué)性和實(shí)效性，則要對其應(yīng)用的要點(diǎn)展開更加詳細(xì)的了解和分析。針對錨桿的無損檢測技術(shù)應(yīng)用主要指的是在正式進(jìn)行錨桿施工的時(shí)候?qū)ζ渌_展的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的跟蹤檢測工作，這樣一來便能夠幫助工作人員對于錨桿當(dāng)下所存在的各方面問題產(chǎn)生更加明確的認(rèn)識(shí)，以便于第一時(shí)間采取妥善的處理措施，對其進(jìn)行針對性的完善和修正。

除此以外，對于錨桿的注漿的實(shí)際情況來說，其實(shí)際情況會(huì)受到諸多種因素的影響，其中黏結(jié)程度，也會(huì)對其產(chǎn)生一定程度的影響。若是波振的種類以及振波的接收方式存在不同，那么其在波形特征、衰減度以及頻率方面也會(huì)呈現(xiàn)出一定的差異性，對相關(guān)數(shù)據(jù)展開深入研究之后便能夠在此基礎(chǔ)上對錨桿內(nèi)部實(shí)際的注漿飽滿情況產(chǎn)生更加明確的了解。一般情況下來說，若是錨本身的飽滿度較高，那么其所檢測出來的波形將會(huì)體現(xiàn)出一定的規(guī)則性，與此同時(shí)還有這反射雜波小、頻率高、衰減較快以及相對振幅小的特點(diǎn)。但若是錨桿內(nèi)注漿飽滿度存在欠缺，便能夠?qū)Ψ瓷鋾r(shí)展開具體的測量和計(jì)算工作，最終獲取錨桿內(nèi)具體的缺陷位置以及缺陷的實(shí)際長度，進(jìn)而對錨桿內(nèi)部具體的注漿狀況產(chǎn)生更加具體和明確的認(rèn)識(shí)[3]。

在經(jīng)過現(xiàn)場試驗(yàn)得到錨桿的具體波形之后，在對其展開具體的數(shù)據(jù)分析工作時(shí)，應(yīng)當(dāng)先運(yùn)用頻譜分析對其具體的分布情況進(jìn)行查看。因?yàn)橥饨绲母蓴_將會(huì)對測試信號本身產(chǎn)生較為嚴(yán)重的影響，所以在濾波的時(shí)候應(yīng)當(dāng)選擇具有主頻特征以及與其錨固主頻相近的峰值作為中心頻率，接下來在兩邊適當(dāng)?shù)奈恢贸鰧?yīng)頻率最為高、低通濾波，經(jīng)過濾波之后的波形基本上同原波形相一致，若是波形因缺陷引起的多個(gè)主頻，需要對這些信號進(jìn)行保留，同時(shí)將其作為重要的依據(jù)，對相應(yīng)的缺陷位置進(jìn)行判斷。錨桿的長度主要指的是桿體底部所具有的反射信號計(jì)算的桿長，主要采用干體中的反射信號精確開展對于缺陷位置的合理計(jì)算工作，基于此，務(wù)必要合理開展對于反射波信號性質(zhì)的判斷工作，這樣一來便能夠?yàn)楦泳_檢測錨桿長度奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。要注意的是，在實(shí)際檢測的過程中，若是錨桿各部分的密實(shí)度之間存在較大的差異性，那么錨桿不同部分所具有的波速也會(huì)存在較大的不同，如果采用平均聲速對桿長進(jìn)行計(jì)算勢必會(huì)出現(xiàn)較大的誤差，最終也會(huì)導(dǎo)致其所計(jì)算出的錨桿長度存在誤差現(xiàn)象。

5 結(jié)論

綜上所述，優(yōu)化采用錨桿無損檢測技術(shù)，能夠高質(zhì)量完成對于錨桿長度以及注漿密實(shí)度等的高效檢測工作，并且可以切實(shí)保障檢測結(jié)果的精確性，對于水利工程整體質(zhì)量的提升有積極的促進(jìn)作用。因此，相關(guān)工作人員要加強(qiáng)對于該方面內(nèi)容的重視，進(jìn)而切實(shí)提升其應(yīng)用的實(shí)效性。